科技之謎：太陽(yáng)的脾氣有多大

1、科技之謎：太陽(yáng)的脾氣有多大地球上所有的生命分開太陽(yáng)都無(wú)法生存，這是人人皆知的道理，然而，哺育了億萬(wàn)生靈的太陽(yáng)，最近脾氣卻越來(lái)越大月日地球電離層遭受騷擾，北京、蘭州、拉薩等地的高頻無(wú)線電探測(cè)信號(hào)均受影響；月日日本通訊衛(wèi)星首先被襲，當(dāng)天晚上，Kodama通訊衛(wèi)星信號(hào)中斷；月日日本回聲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星出現(xiàn)信號(hào)異常，大局部裝置停頓運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入耗電最少的平安狀態(tài)；月日美國(guó)專家稱由于太陽(yáng)耀斑影響到衛(wèi)星通訊，將不利加州滅火科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，太陽(yáng)黑子活動(dòng)明顯增多，導(dǎo)致太陽(yáng)耀斑幾乎以每年為一個(gè)周期頻繁的爆發(fā)。尤其令人不解的是，上次太陽(yáng)黑子活動(dòng)的周期頂峰出如今年，新的周期還沒(méi)到，太陽(yáng)又于今年月底再次震怒

2、，耀斑爆發(fā)強(qiáng)度到達(dá)X級(jí)，成為近年來(lái)最兇猛的一次。如此喜怒無(wú)常，我們是不是該進(jìn)一步認(rèn)識(shí)太陽(yáng)，揣摩一下它的脾氣了？一、太陽(yáng)和太陽(yáng)黑子據(jù)資料顯示，在漫漫宇宙中，比太陽(yáng)大的星體在宇宙中數(shù)以百萬(wàn)計(jì)。然而，太陽(yáng)就像是一臺(tái)巨型的能量消費(fèi)機(jī)器，每秒鐘產(chǎn)生times;千瓦的能量。換句話說(shuō)，假設(shè)我們能將太陽(yáng)一秒鐘內(nèi)向外輸出的能量搜集起來(lái)，按目前美國(guó)能源使用程度來(lái)計(jì)算，可以夠整個(gè)美國(guó)使用九百萬(wàn)年。太陽(yáng)的能源來(lái)自太陽(yáng)核內(nèi)部所進(jìn)展的核聚變反響。由于太陽(yáng)的核心物質(zhì)的密集以及太陽(yáng)尺度非常大，所以在日核產(chǎn)生的能量需要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的吸收和再發(fā)射，在五千萬(wàn)年之后到達(dá)太陽(yáng)外表。也就是說(shuō)，假設(shè)太陽(yáng)如今停頓產(chǎn)生能量，我們地球上需要再過(guò)五

3、千萬(wàn)年之后才能感覺到。在過(guò)去的億到億年間，太陽(yáng)一直不停地向外發(fā)射可見光和熱輻射。太陽(yáng)中有足夠的氫原子使它可以在將來(lái)的千億年中繼續(xù)產(chǎn)生能量。但是，大約在億億年以后，太陽(yáng)的外表將向外膨脹，將它的內(nèi)行星包圍在太陽(yáng)大氣中，這其中就包括了我們的地球。到那時(shí)，太陽(yáng)將成為一個(gè)紅巨星。假設(shè)太陽(yáng)足夠大，它有可能重新燃燒，變成燃燒氦的星體?？梢姡?yáng)上不斷地在發(fā)生著各種活動(dòng)和現(xiàn)象，而太陽(yáng)黑子的活動(dòng)正是其中之一。太陽(yáng)外表有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些暗的區(qū)域，它是磁場(chǎng)聚集的地方，這就是黑子。黑子是太陽(yáng)外表可以看到的最突出的現(xiàn)象。一個(gè)中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。黑子的形成和消失要經(jīng)歷幾天到幾個(gè)星期不等。當(dāng)強(qiáng)磁場(chǎng)浮現(xiàn)到太陽(yáng)外

4、表，該區(qū)域的背景溫度緩慢地從攝氏度降至攝氏度，這時(shí)該區(qū)域以暗點(diǎn)形式出如今太陽(yáng)外表。在黑子中心最黑的局部被稱作本影，本影是磁場(chǎng)最強(qiáng)的區(qū)域。本影周圍不太黑、呈條紋狀的區(qū)域被稱為伴影。黑子隨太陽(yáng)外表一起旋轉(zhuǎn)。從地球上看，黑子大約經(jīng)過(guò)天完成一次自轉(zhuǎn)。赤道附近的黑子比極區(qū)的黑子旋轉(zhuǎn)的要快一些。黑子群，特別是伴有復(fù)雜磁場(chǎng)的黑子群常常是耀斑爆發(fā)的位置。專家介紹，在過(guò)去的三百年中，太陽(yáng)黑子數(shù)按年的周期有規(guī)律地增加和減少。看來(lái)，太陽(yáng)像地球一樣也有著季節(jié)性的變化，太陽(yáng)的一年相當(dāng)于地球的年。二、太陽(yáng)耀斑的威力月日地球電離層遭受騷擾，北京、蘭州、拉薩等地的高頻無(wú)線電探測(cè)信號(hào)均受影響；月日日本通訊衛(wèi)星首先被襲，當(dāng)天晚上

5、，Kodama通訊衛(wèi)星信號(hào)中斷；月日日本回聲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星出現(xiàn)信號(hào)異常，大局部裝置停頓運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入耗電最少的平安狀態(tài)；月日美國(guó)專家稱由于太陽(yáng)耀斑影響到衛(wèi)星通訊，將不利加州滅火據(jù)介紹，本次耀斑對(duì)應(yīng)用短波的播送、科考旅游以及海洋航行、軍事活動(dòng)產(chǎn)生了較大影響。太陽(yáng)耀斑是什么？為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的影響？專家介紹，耀斑是太陽(yáng)大氣中的爆炸現(xiàn)象，表現(xiàn)為日面突然出現(xiàn)迅速開展的亮斑閃耀，同時(shí)釋放出宏大能量。從地面光學(xué)觀測(cè)來(lái)看，耀斑是太陽(yáng)外表亮度增強(qiáng)的區(qū)域。從X射線和射電輻射觀測(cè)來(lái)看，耀斑是一種噪聲爆發(fā)。據(jù)稱，耀斑一般持續(xù)幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)，是太陽(yáng)系能量最大的爆發(fā)事件，相當(dāng)于投放在日本廣島原子彈的億倍。隨著耀斑爆發(fā)，太陽(yáng)

6、物質(zhì)和磁場(chǎng)到達(dá)地球，撞擊地球磁層，從而可以引發(fā)地磁暴，并影響到通訊。許多通訊系統(tǒng)利用電離層反射電波信號(hào)進(jìn)展遠(yuǎn)間隔 信息傳播，而地磁暴能在所有緯度影響電波傳播。有些頻率的電波被吸收、有些被反射，從而導(dǎo)致信號(hào)快速波動(dòng)和傳播方向被改變。電視和商用電波站很少受到太陽(yáng)活動(dòng)的影響，但是地對(duì)空、船對(duì)岸等電臺(tái)經(jīng)常會(huì)遭到破壞。另外，一些軍用探測(cè)儀和早期預(yù)警系統(tǒng)也會(huì)受到太陽(yáng)活動(dòng)的影響。超視距雷達(dá)通過(guò)電離層反彈回來(lái)的信號(hào)來(lái)監(jiān)視遠(yuǎn)間隔 航天器和導(dǎo)彈的發(fā)射，但在磁暴期間，該系統(tǒng)會(huì)由于電波騷擾而受到嚴(yán)重的阻礙。有些潛水艇系統(tǒng)利用海底的磁場(chǎng)信號(hào)作為他們定位系統(tǒng)的一個(gè)輸入?yún)?shù)，地磁暴會(huì)掩蓋和扭曲這些信號(hào)。三、太陽(yáng)還有哪些脾氣

7、除了通訊以外，太陽(yáng)活動(dòng)引起的地磁暴、質(zhì)子事件等近地響應(yīng)還會(huì)對(duì)人類的衛(wèi)星、電力系統(tǒng)甚至氣候等諸多方面造成破壞。年月日至日太陽(yáng)活動(dòng)爆發(fā)期間，日本一顆通信衛(wèi)星異常，美國(guó)一顆衛(wèi)星軌道下降，高能粒子造成我國(guó)風(fēng)云二號(hào)B氣象衛(wèi)星提早報(bào)廢；年月日發(fā)生的一次太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射事件，使得電離層發(fā)生強(qiáng)烈的突然擾動(dòng)和電離層暴，導(dǎo)致短波通訊中斷，所有科學(xué)衛(wèi)星受損減壽，日本ASCA衛(wèi)星失控可以說(shuō)，太陽(yáng)的每次劇烈活動(dòng)，都會(huì)給人類帶來(lái)一系列的空間災(zāi)害。專家解釋說(shuō)，地磁暴和增強(qiáng)的太陽(yáng)紫外輻射加熱地球高層大氣，從而引起大氣的膨脹。被加熱的空氣上升，使得衛(wèi)星軌道大氣密度顯著增加，使衛(wèi)星在空間中的拖曳力增強(qiáng)，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)變慢、軌

8、道細(xì)微地變化。除非定期將衛(wèi)星向較高軌道推進(jìn)一點(diǎn)，否那么它們將緩慢墜落，最終在地球的大氣層中燃燒。隨著科技的開展，飛船的各局部都逐漸走向小型化，但小型化的系統(tǒng)更容易受到太陽(yáng)能量粒子的襲擊。這些粒子可以引起芯片物理?yè)p壞，也可以改變衛(wèi)星上電腦的命令。此外，在磁暴期間，電子和離子的數(shù)量和能量都有所增加，當(dāng)衛(wèi)星穿過(guò)這些高能量環(huán)境時(shí)，充電粒子撞擊飛船，從而飛船的不同局部形成不同的充電狀態(tài)，最后在飛船的不同組成局部間形成弧光放電，從而損害這些部件甚至使它們完全報(bào)廢。而當(dāng)能量粒子穿透一個(gè)衛(wèi)星的外殼，在內(nèi)部某局部積累一定電荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生整體充電。當(dāng)任何一個(gè)組件上電荷積累到一定程度，它都要試圖通過(guò)與其他部件放電而

9、到達(dá)控制，這種放電對(duì)衛(wèi)星上的電子系統(tǒng)也存在潛在的危險(xiǎn)。電力公司們同樣被太陽(yáng)活動(dòng)折磨的苦不堪言。年的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)，嚴(yán)重影響了加拿大的電力網(wǎng)，也造成加拿大魁北克地區(qū)電網(wǎng)停電，萬(wàn)人遭受停電之苦，美國(guó)的東北部和瑞典的局部地區(qū)也出現(xiàn)了停電現(xiàn)象。專家說(shuō)，當(dāng)磁場(chǎng)在像線圈這樣的導(dǎo)體附近挪動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)磁爆發(fā)生時(shí)，這種感應(yīng)電流會(huì)相當(dāng)強(qiáng)，對(duì)輸電設(shè)備的危害是非常大的。目前各國(guó)的電力公司只能通過(guò)接收地磁暴的警報(bào)和預(yù)報(bào)，盡量減少損害和電力損耗。太陽(yáng)是驅(qū)動(dòng)大氣環(huán)流的熱發(fā)動(dòng)機(jī)，然而最近的太陽(yáng)常數(shù)測(cè)量顯示太陽(yáng)的根本輸出量在一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周年內(nèi)有的變化，曾經(jīng)觀測(cè)到下降最大可以到達(dá)。大氣科學(xué)家指出這種變化非常重

10、要，隨著時(shí)間的推移甚至可能改變氣候。在質(zhì)子事件期間，更多的能量粒子到達(dá)地球中層大氣。引起分子電離，產(chǎn)生破壞大氣臭氧層的化學(xué)成分，結(jié)果使可以到達(dá)地球外表的有害的紫外輻射增強(qiáng)。年的一個(gè)質(zhì)子事件曾經(jīng)使大氣中的臭氧濃度暫時(shí)下降。此外，特大耀斑所釋放的高能量的粒子對(duì)人類也會(huì)產(chǎn)生危害，其程度相當(dāng)于核爆中低能輻射對(duì)人類的傷害。專家介紹，標(biāo)準(zhǔn)輻射劑量的高能粒子穿透到生物細(xì)胞中，可以導(dǎo)致染色體損傷和癌癥的潛在危險(xiǎn)，大劑量可以導(dǎo)致立即死亡。能量大于MeV的太陽(yáng)質(zhì)子最具危害性。不過(guò)這主要對(duì)太空中的宇航員存在致命威脅，地面上的人由于受到地球大氣層和磁層的保護(hù)，所受生理的影響尚不明顯，但仍有有醫(yī)學(xué)專家建議心腦血管病、中

11、風(fēng)及精神疾病的患者在太陽(yáng)活動(dòng)峰年還是要注意保持安靜和多休息。在一次信鴿大賽中，竟然有一大批訓(xùn)練有素、經(jīng)歷豐富的信鴿迷失了方向，未能到達(dá)目的地，最后經(jīng)科學(xué)證實(shí)，這居然也和太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，鴿子和其他遷徙動(dòng)物，如海豚和鯨魚，多擁有內(nèi)部生物羅盤，這種生物羅盤是由包裹在神經(jīng)細(xì)胞中的礦物磁性物質(zhì)形成。由于在磁暴期間，地磁場(chǎng)的擾動(dòng)會(huì)引起人體或生物系統(tǒng)內(nèi)的壓力的變化，導(dǎo)致生物失去區(qū)分方向的才能，所以信鴿訓(xùn)練者在安排比賽時(shí)，也要事先理解地磁預(yù)報(bào)和警報(bào)。不過(guò)，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)人類也并非完全有害，一些地質(zhì)勘探員更愿意在磁暴期間工作。地址學(xué)家常常利用地球磁場(chǎng)來(lái)確定地下巖石構(gòu)造，勘探石油、天然氣和礦物儲(chǔ)藏，這種勘探任務(wù)只有當(dāng)?shù)厍虼艌?chǎng)平靜可以測(cè)到真實(shí)的磁場(chǎng)時(shí)才能完成